Microwave radiation influence on the change of na+ , k+ -atpase activity of loach embryos

  • M. M. Yaremchuk Ivan Franko National University of Lviv
  • S. M. Mandzynets Ivan Franko National University of Lviv
  • M. V. Dyka Ivan Franko National University of Lviv
  • M. V. Bura Ivan Franko National University of Lviv
  • D. I. Sanagursky Ivan Franko National University of Lviv
Keywords: microwave radiation, Na, K -ATPase, lipid peroxidation, plasma membrane, division of blastomeres, loach embryos

Abstract

The effect of microwave radiation with long-term exposure on the activity of Na+, K+–ATPase of loach embryos (Misgurnus fossilis L.) during early embryogenesis has been researched. It has been shown that mobile phone radiation (900 MHz in particular) demonstrated the inhibitory effect on the Na+ K+-ATPase activity of embryonic membrane. The dose-dependent effect between ATPase activity and duration of exposure has not been established. Varying the duration of exposure at the stage of 10th division of blastomeres, the enzyme activity was on the same level, which means it had similar values. Probably, the mechanism of microwave radiation effect on sodium-potassium pump is realized through the changes in lipid environment under the influence of current factor as far as changes in the activity of cell membrane enzymes might be resulted by the intensification of lipid peroxidation processes.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

M. M. Yaremchuk, Ivan Franko National University of Lviv

4, Hryshevskyi St., Lviv 79005, Ukraine

S. M. Mandzynets, Ivan Franko National University of Lviv

4, Hryshevskyi St., Lviv 79005, Ukraine

M. V. Dyka, Ivan Franko National University of Lviv

4, Hryshevskyi St., Lviv 79005, Ukraine

M. V. Bura, Ivan Franko National University of Lviv

4, Hryshevskyi St., Lviv 79005, Ukraine

D. I. Sanagursky, Ivan Franko National University of Lviv

Ivan Franko National University of Lviv

References

1. Панков В. А. Оценка профессионального риска у работников гидроэлектростанций, подвергшихся воздействию электромагнитных полей промышленной частоты / В. А. Панков, М. В. Кулешова // Бюл. Вост.-Сиб. НЦ. – 2005. – №8. – С. 148–150. /Pankov V. A. Ocenka professional'nogo riska u rabotnikov gidrojelektrostancij, podvergshihsja vozdejstviju jelektromagnitnyh polej promyshlennoj chastoty / V. A. Pankov, M. V. Kuleshova // Bjul. Vost.-Sib. NC. – 2005. – №8. – S. 148–150./

2. Розенберг Г. С. Воздействие электромагнитного загрязнения на здоровье населения (на примере города Тольятти) / Г. С. Розенберг, Н. Г.Лифиренко, Н. В. Костина // Экология урбанизированных территорий. – 2007. – №4. – С. 21–24. /Rozenberg G. S. Vozdejstvie jelektromagnitnogo zagrjaznenija na zdorov'e naselenija (na primere goroda Tol'jatti) / G. S. Rozenberg, N. G.Lifirenko, N. V. Kostina // Jekologija urbanizirovannyh territorij. – 2007. – №4. – S. 21–24./

3. Хорсева Н. И. Экологическое значение естественных электромагнитных полей в период внутриутробного развития человека: автореф. дис. на соискание науч. степени канд. биол. наук: спец. 03.00.02 / Хорсева Н. И. – Ин-т биохим. физики РАН. – М., 2004. – 20 с. /Horseva N. I. Jekologicheskoe znachenie estestvennyh jelektromagnitnyh polej v period vnutriutrobnogo razvitija cheloveka: avtoref. dis. na soiskanie nauch. stepeni kand. biol. nauk: spec. 03.00.02 / Horseva N. I. – In-t biohim. fiziki RAN. – M., 2004. – 20 s./

4. Григорьев Ю. Т. Влияние электромагнитного поля сотового телефона на куриные эмбрионы / Ю. Т. Григорьев // Радиац. биология. Радиоэкология. – 2003. – Т. 43. – № 5. – С. 541–543. /Grigor'ev Ju. T. Vlijanie jelektromagnitnogo polja sotovogo telefona na kurinye jembriony / Ju. T. Grigor'ev // Radiac. biologija. Radiojekologija. – 2003. – T. 43. – № 5. – S. 541–543./

5. Effects of exposing chicken eggs to a cell phone in “call” position over the entire incubation period / F. Batellier, I. Couty, D. Picard [et al.] // Theriogenology. – 2008. – V. 69. – № 5. – P. 737–745.

6. Нейфах А. А. Проблемы регуляции в молекулярной биологии развития / А. А. Нейфах, М. Я. Тимофеева. - М.: Наука. – 1978. – 336 с. /Nejfah A. A. Problemy reguljacii v molekuljarnoj biologii razvitija / A. A. Nejfah, M. Ja. Timofeeva. - M.: Nauka. – 1978. – 336 s./

7. Луцик М. Д. Очистка и частичная характеристика плазматических мембран клеток зародышей вьюна / М. Д. Луцик, С. И. Кусень, А. В. Лукьяненко // Онтогенез. – 1986. – № 17 (3). – С. 314–321. /Lucik M.D. Ochistka i chastichnaja harakteristika plazmaticheskih membran kletok zarodyshej v'juna / M. D. Lucik, S. I. Kusen', A. V. Luk'janenko // Ontogenez. – 1986. – № 17 (3). – S. 314–321./

8. Прохорова М. И. Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен) / под ред. М. И. Прохоровой. — Л.: Изд-во Ленинград. ун-та. – 1982. — 272 с. /Prohorova M. I. Metody biohimicheskih issledovanij (lipidnyj i jenergeticheskij obmen) / pod red. M. I. Prohorovoj. — L.: Izd-vo Leningrad. un-ta. – 1982. — 272 s./

9. Protein measurement with the Folin phenol reagent / O. H. Lowry, N. G. Rosebrough, A. L. Farr, R. C. Randall // J. Biol. Chem. – 1951. – V. 193. – Р. 265–275.

10. Деркач М. П. Курс варіаційної статистики / М. П. Деркач, Р. Я. Гумецький, М. Е. Чабан. Київ: Вища школа. – 1977. – 208 с. /Derkach M. P. Kurs varіacіjnoї statistiki / M. P. Derkach, R. Ja. Gumec'kij, M. E. Chaban. Kiїv: Vishha shkola. – 1977. – 208 s./

11. Бериташвили Д. Р. Исследование электрохимических свойств клеточной мембраны в раннем эмбриогенезе вьюна: автореф. дис. канд. Биол. Наук. М. – 1971. – 25 с. /Beritashvili D. R. Issledovanie jelektrohimicheskih svojstv kletochnoj membrany v rannem jembriogeneze v'juna: avtoref. dis. kand. Biol. Nauk. M. – 1971. – 25 s./

12. Характеристики электрофизиологических параметров мембран эмбриональных клеток вьюна при ингибировании Na+/K+-ATPазы / Е. А. Гойда, И. Р. Медына, Д. И. Санагурский, Н. С. Стельмах // Онтогенез. – 1989. – Т. 20. – №2. – С. 164–170. /Harakteristiki jelektrofiziologicheskih parametrov membran jembrional'nyh kletok v'juna pri ingibirovanii Na+/K+-ATPazy / E. A. Gojda, I. R. Medyna, D. I. Sanagurskij, N. S. Stel'mah // Ontogenez. – 1989. – T. 20. – №2. – S. 164–170./

13. Медына И. Р. Механочувствительные калиевые каналы - один из факторов колебаний потенциала покоя в раннем эмбриогенезе вьюна / И. Р. Медына, Е. А. Гойда, П. Д. Брежестовский // Биол. мембраны. – 1988. – Т. 5. – № 9. – С. 960–969. /Medyna I. R. Mehanochuvstvitel'nye kalievye kanaly - odin iz faktorov kolebanij potenciala pokoja v rannem jembriogeneze v'juna / I. R. Medyna, E. A. Gojda, P. D. Brezhestovskij // Biol. membrany. – 1988. – T. 5. – № 9. – S. 960–969./

14. Бериташвили Д. Р. Изменение отношения К в зародышах вьюна на ранних стадиях развития / Д. Р. Бериташвили, И. Ш. Квавилашвили, К. А. Кафиани // Цитология. – 1969. – Т 9. – № 5. – С. 574–581. /Beritashvili D. R. Izmenenie otnoshenija K v zarodyshah v'juna na rannih stadijah razvitija / D. R. Beritashvili, I. Sh. Kvavilashvili, K. A. Kafiani // Citologija. – 1969. – T 9. – № 5. – S. 574–581./

15. Crystal structure of the calcium pump of sarcoplasmic reticulum at 2.6 Å resolution / C. Toyoshima, M. Nakasako, H. Nomura [et al.] // Nature. – 2000. – V. 405. – P. 647–655.

16. Влияние ионов Са на термолюминесценцию, сопровождающую перекисное окисление липидов / И. О. Мукалов, Е. А. Гойда, С. И. Кусень [и др.] // Биофизика. – 1984. – Т. 29. – № 1. – С. 60–64. /Vlijanie ionov Sa na termoljuminescenciju, soprovozhdajushhuju perekisnoe okislenie lipidov / I. O. Mukalov, E. A. Gojda, S. I. Kusen' [i dr.] // Biofizika. – 1984. – T. 29. – № 1. – S. 60–64./

17. Юровицкий Ю.Г. Динамика содержания липидов в эмбриональном и личиночном развитии лосося / Ю. Г. Юровицкий, З. А. Нефедова, В. C. Сидоров // Онтогенез. – 1996. – Т. 27. – №2. – С. 89–94. /Jurovickij Ju.G. Dinamika soderzhanija lipidov v jembrional'nom i lichinochnom razvitii lososja / Ju. G. Jurovickij, Z. A. Nefedova, V. C. Sidorov // Ontogenez. – 1996. – T. 27. – №2. – S. 89–94./

18. The effect of lipid peroxidation on the activity of various membrane-bound ATPases in rat kidney / H. Rauchová, J. Ledvinková, M. Kalous, Z. Drahota // Int. J. Biochem. Cell Biol. — 1995. — V. 27. — P. 251–255.

19. Lipid peroxidation as the mechanism of modification of the affinity of the Na+-K+-ATPase active sites for ATP, K+, Na+, and strophanthidin in vitro / O. Mishra, M. Delivoria-Papadopoulos, G. Cahillane, L. Wagerle // Neurochem. Research. — 1989. — V. 114. — P. 845–851.

20. Rohn T. Ion Transport ATPases as targets for free radical damage / T. Rohn, T. Hinds, F. Vincenzi // Biochem. Pharmacol. — 1993. — V. 46. — P. 525–534.

21. Inhibition of cardiac sarcolemma Na+-K+-ATPase by oxyradical generating systems / Q. Shao, T. Matsubara, S. Bhatt, S. Dhalla // Mol. Cell. Biochem. — 1995. — V. 147. — P. 139–144.

22. Thomas C. Radical-induced inactivation of kidney Na+-K+-ATPase: Sensitivity to membrane lipid peroxidation and the protective effect of vitamin E / C. Thomas, D. Reed // Arch. Biochem. Biophys. — 1990. — V. 281. — P. 96–105.

23. Яремчук М. М. Процеси ліпопероксидації зародків в’юна за впливу мікрохвильового випромінювання / М. М. Яремчук, М. В. Дика, Д. І. Санагурський // Вісник Львів. yн-ту. Серія біологічна. Випуск 64. C. 11–17. /Jaremchuk M. M. Procesi lіpoperoksidacії zarodkіv v’juna za vplivu mіkrohvil'ovogo vipromіnjuvannja / M. M. Jaremchuk, M. V. Dika, D. І. Sanagurs'kij // Vіsnik L'vіv. yn-tu. Serіja bіologіchna. Vipusk 64. C. 11–17./

24. Санагурський Д. І. Об’єкти біофізики: монографія / Д. І. Санагурський. – Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2008. – 522 с. /Sanagurs'kij D. І. Ob’єkti bіofіziki: monografіja / D. І. Sanagurs'kij. – L'vіv: Vidavnichij centr LNU іmenі Іvana Franka, 2008. – 522 s./

25. Allis J. W. Temperature-specific inhibition of human red cell Na+-K+-ATPase by 2,450-MHz microwave radiation / J. W. Allis, B. L. Sinha-Robinson // Bioelectromagnetics. – 1987. – V. 8. – P. 203–212.

26. Liu D-S. Activation of Na+ and K+ pumping modes of (Na, K)-ATPase by an oscillating electric field / D-S. Liu, R.D. Astumian, T.Y. Tsong // J Biol Chem. – 1990. – V. 265. – P. 7260–7267.

27. Barteri M. Structural and kinetic effects of mobile phone microwaves on acetylcholinesterase activity / M. Barteri, A. Pala, S. Rotella // J Biophys. Chem. – 2005. – V. 113. – № 3. – P. 245–253.

28. Byus C. V. Increased ornithine decarboxylase activity in cultured cells exposed to low energy modulated microwave fields and phorbol ester tumor promoters / C. V. Byus, K. Kartun, S. Pieper, W. R. Adey // Cancer. Res. – 1988. – V. 48. – № 15. – P. 4222–4226.

29. George D. F. Non-thermal effects in the microwave induced unfolding of proteins observed by chaperone binding / D. F. George, M. M. Bilek, D. R. McKenzie // Bioelectromagnetics. – 2008. – V. 29. – № 4. – P. 324–330.

30. Intensity-dependent effects of microwave electromagnetic fields on acetylcholinesterase activity and protein conformation in frog skeletal muscles / T. Vukova, A. Atanassov, R. Ivanov, N. Radicheva // Med Sci Monit. – 2005. – V. 11. – P. 50–56.
Cited
How to Cite
Yaremchuk, M. M., Mandzynets, S. M., Dyka, M. V., Bura, M. V., & Sanagursky, D. I. (1). Microwave radiation influence on the change of na+ , k+ -atpase activity of loach embryos. Biophysical Bulletin, 2(30). Retrieved from https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/2319
Section
Action of physical agents on biological objects